In de afbeelding hieronder zie je een simpele schakeling van een batterij en een lampje. De batterij is de spanningsbron en duwt de elektrische deeltjes van de plus-pool naar de min-pool. Hierdoor ontstaat er een stroom aan elektrische deeltjes door het lampje. De deeltjes die door het lampje stromen moeten ook door het draad bij punt P. Het aantal elektrische deeltjes dat voorbij komt in een bepaalde tijd noemen we de stroomsterkte. Stroomsterkte korten we af met de hoofdletter I. Omdat elektrische deeltjes zo klein zijn komen er héél veel elektrische deeltjes langs. Om de getallen van stroomsterkte klein te houden is de eenheid ampere bedacht. De Ampere Stroomsterktes omrekenenUitleg
De stroomsterkte (I) is een maat voor het aantal elektrische deeltjes dat in een bepaalde tijd op een plek in de schakeling voorbij komt. De eenheid van stroomsterkte is de ampere (A) vernoemd naar de geleerde André-Marie Ampère. Eén ampere betekent dat er in één seconde ongeveer 6.240.000.000 miljard elektrische deeltjes ergens langs komen.
Het komt wel eens voor dat je te maken hebt met een hele kleine stroomsterkte. Zo'n kleine stroomsterkte wordt dan gemeten in milliampère (mA). Erg grote stroomsterktes worden eerder gemeten in kiloampère (kA). Om tussen kiloampère, ampere en milliampère om te rekenen kun je het metrisch stelsel gebruiken.
Opdrachten
Opgave 21
Hoeveel elektrische deeltjes komen voorbij in één seconde als de stroomsterkte 1 ampere is? Opgave 22
a) Wat is het symbool voor ampere?
b) Welke grootheid meten we in ampere?
c) Wat is het symbool van de grootheid van vraag b?
Opgave 23
Leg uit wat we bedoelen met het begrip stroomsterkte. Opgave 24
Naar welke geleerde is de eenheid van stroomsterkte vernoemd? Opgave 25
Hieronder zie je een simpele schakeling.
We draaien de spanning van het voedingsapparaat langzaam omhoog.
Wat gebeurt er met de stroomsterkte als de spanning hoger zet?
Opgave 26
Reken de volgende stroomsterktes om.
a) 79,6 A = ... mA
b) 0,05 kA = ... A
c) 1.600 A = ... kA
d) 800 mA = ... A
e) 2,05 kA = ... A
f) 0,007 A = ... mA
g) 11 A = ... kA
h) 0,64 mA = ... A
Je meet de stroomsterkte met een stroommeter. In de afbeelding hierboven zie je een analoge versie die vaak op school gebruikt wordt. Deze stroommeter heeft drie ingangen die aangesloten moeten worden op de positieve kant van de schakeling. Hij heeft maar één uitgang die aangesloten moet worden op de negatieve kan van de schakeling. Mocht je tijdens een practicum de draden van de ingang en uitgang omdraaien, zal de wijzer de verkeerde kant op bewegen. De Stroommeter aflezen Voor kleine stromen gebruik je het kleinste meetbereik, maar let op. Als je een onbekende stroom gaat meten, moet je altijd beginnen met het grootste meetbereik. Anders zou de stroomsterkte hoger kunnen zijn dan het meetbereik en gaat de stroommeter stuk. Als je meet dat de stroomsterkte binnen een kleiner meetbereik valt, kies dan voor dat kleinere meetbereik, je meting wordt dan nauwkeuriger. De Stroommeter aansluiten De stroommeter moet de elektrische deeltjes zelf zo min mogelijk tegen houden. Anders zou de stroomsterkte veranderen zodra je de meter aansluit. Daarom heeft een stroommeter een hele lage weerstand. Als je de stroommeter parallel aan zou sluiten zouden de elektrische deeltjes te hard gaan stromen door de stroommeter. Je maakt dan kortsluiting. Dit kan gevaarlijk zijn voor de stroommeter. InstructievideoUitleg
De Stroommeter
De drie ingangen van de stroommeter hebben te maken met de gevoeligheid van de meter. Als je de bovenste aansluiting gebruikt, heeft de stroommeter een meetbereik van 0 tot 5 ampere. Gebruik je de onderste aansluiting, dan heeft de stroommeter een veel kleiner meetbereik van 0 tot 0,05 ampere. Hieronder zie je nog twee voorbeelden van het aflezen van de stroommeter.
Een stroommeter meet hoeveel deeltjes er per seconde langskomen. Daarvoor moet de stroom door de meter stromen. Als je de stroommeter gaat aansluiten moet je er voor zorgen dat de stroom die je wilt meten door de stroommeter gaat. Daarom sluit je een stroommeter altijd in serie aan.
Opdrachten
Opgave 27
a) Hoeveel ingangen heeft de stroommeter voor de elektrische deeltjes?
b) Hoeveel uitgangen heeft de stroommeter voor de elektrische deeltjes? Opgave 28
Hieronder zie je een stroommeter. Bij de rode aansluitingen is een draad aangesloten.
Bij die aansluiting staat "0,5".
a) Wat betekent de aansluiting "0,5" in dit geval?
b) Hoeveel geeft de stroommeter aan als de wijzer op 0,3 staat?
Opgave 29
Hieronder zie je vier stroommeters. Meet bij elke stroommeter af welke stroomsterkte hij aangeeft.
(Let op de rode aansluitingen)
Opgave 30
Leg uit waarom je een onbekende stroom nooit mag meten met de stekker aangesloten op de ingang "0,05".
Elektriciteit is het bewegen van elektrische deeltjes. Dat gaat niet even makkelijk door elke stof. Je weet al dat er stoffen zijn die elektriciteit makkelijk doorlaten. Die noemen we geleiders. Je weet ook dat er stoffen bestaan die de stroom tegenhouden. Die noemen we isolatoren. Eigenlijk laten alle stoffen de elektrische deeltjes door. De vraag is alleen hoe makkelijk. Bij stoffen waar dat heel makkelijk gaat spreken we van een geleider. Bij stoffen waar dat heel moeilijk gaat spreken we van een isolator. Er zijn ook stoffen die de elektrische deeltjes maar een beetje afremmen. Ze bieden een beetje weerstand tegen de beweging van de elektrische deeltjes. Deze stoffen worden halfgeleiders genoemd. De grootheid weerstand Een weerstand als component Weerstand omrekenenUitleg
Elektrische Weerstand
Hoeveel de elektrische deeltjes worden tegenhouden noemen we elektrische weerstand. Dit wordt in het kort ook wel weerstand genoemd. Het symbool voor weerstand (R) komt van het Engelse woord 'resistance'. De eenheid van weerstand is de ohm (Ω). Deze eenheid is vernoemd naar de geleerde Georg Ohm. De weerstand kun je meten met bijvoorbeeld een multimeter.
In veel elektrische apparaten kom je onderdeeltjes tegen die we weerstanden noemen. Dit zijn stukjes materiaal die de elektrische deeltjes een beetje tegenhouden. Hoeveel de elektriciteit tegengehouden wordt kun je zien aan de gekleurde ringen op de weerstand.
Grote weerstanden worden ook in kiloohm (kΩ) gemeten, en hele kleine weerstanden worden gemeten in milliohm (mΩ). Voor het omrekenen tussen kiloohm, ohm en milliohm kun je het metrisch stelsel gebruiken.
Opdrachten
Opgave 31
a) Wat is het symbool voor weerstand?
b) Wat is de eenheid voor weerstand?
c) Wat is het symbool van de eenheid van vraag b? Opgave 32
Hiernaast zie je een plaatje van een aantal elektrische componenten.
Geef van elk component de naam.
Opgave 33
Naar welke geleerde is de eenheid van weerstand vernoemd? Opgave 34
Leg uit wat we bedoelen met het begrip weerstand. Opgave 35
Stoffen met een grote weerstand laten de elektrische deeltjes niet makkelijk door.
Welke van de onderstaande materialen hebben een grote weerstand?
glas, ijzer, aluminium, plastic, hout, lucht, koper, staal Opgave 36
Reken de volgende weerstanden om.
a) 0,90 kΩ = ... Ω
b) 1,15 Ω = ... mΩ
c) 135 Ω = ... kΩ
d) 8,7 mΩ = ... Ω
e) 97,1 Ω = ... mΩ
f) 0,47 kΩ = ... Ω
g) 234.670 Ω = ... kΩ
h) 0,04 mΩ = ... Ω
De elektrische stroomsterkte hangt af van twee dingen, de spanning en de weerstand. Spanning kun je vergelijken met de kracht waarmee de elektrische deeltjes vooruit geduwd worden. Hoe hoger de spanning, hoe groter de stroomsterkte. Het hangt ook af van de weerstand die de elektrische deeltjes ondervinden. Hoe groter de weerstand, hoe lager de stroomsterkte. Dit verband wordt beschreven in de formule die we de wet van Ohm noemen. Deze formule is vernoemd naar de wetenschapper Georg Ohm. Deze formule zie je in de afbeelding hieronder. Rekenen met de Wet van Ohm InstructievideoUitleg
De Wet Van Ohm
Wanneer we een weerstand van 20 Ω aansluiten op een spanningsbron van 6 volt kunnen we berekenen hoe groot de stroom is die gaat lopen. We gaan er hierbij vanuit dat de draden zelf geen weerstand hebben. De stroomsterkte wordt dan:
Opdrachten
Opgave 37
a) Schrijf de wet van Ohm in woorden in je schrift.
b) Schrijf de wet van Ohm in symbolen in je schrift. Opgave 38
Hieronder zie je een tabel met grootheden, eenheden en symbolen.
Neem de tabel over en vul hem verder in.
grootheid
symbool
eenheid
symbool
U
A
ohm
Opgave 39
Geef antwoord op de volgende vragen.
Laat steeds een volledige berekening zien zoals hiernaast.
a) De weerstand van een lampje van 0,05 A waar 6 volt op staat.
b) De stroomsterkte door een weerstand van 40 Ω waar 3 V op staat.
c) De weerstand van een vaatwasser waar 9,5 A door loopt en 230 V op staat.
d) De spanning over een elektromotor van 24 Ω waar 0,5 A door loopt.
e) De stroomsterkte door een lampje van 12 V met een weerstand van 80 Ω.
f) De spanning over een radio van 700 Ω waar 0,33 A door loopt.
